A virágzás fiziológiája

1. A virágzás fiziológiája

2. A virágzást előidéző faktorok • Átmenet a vegetatív és generatív fázisok között: belső és külső faktorok • A növény kora: juvenilis állapot – maturitás • Autonóm virágzás indukció –környezeti faktor szükségessége • Az apex megváltozása • Szénhidrátok, hormonhatás • Virágzási készség a korral nő

3. Fotoperiodizmus • A nappal/éjszaka hosszúságának mérése • A nap idejének detektálása • A cirkadián ritmus: endogén időmérő, endogén oszcillátor • A ciklikus jelenség jellemzői: periódus, amplitúdó, fázispontok • Időjelző „zeitgeber”: fény/sötét • Szabadon futó ritmus

4. FotoperiodizmusA bab leveleinek napi mozgása Nappali állás Éjszakai állás 24 óra idő

5. Gonyaulax kétbarázdás moszat biolumineszcenciája állandó gyenge fényben A biolumineszcencia hátterében a luciferin nevű fluoreszkáló vegyület van, amely a luciferáz enzim működése révén keletkezik a sötét napszakban

6. A cirkadián ritmus jellemzői periódus amplitúdó fázispontok 24 h 26 h 24 h Szabadon futó ritmus A felfüggesztett ritmus újraindul fény fáziseltolódás

7. Fáziseltolódás a cirkadián ritmusban -12 A ritmus késik -8 Sziromlevél mozgás Fázis késés (h) -4 kontroll 0 Fotoperiodikus időzítés +4 +8 A ritmus siet Fázis sietés (h) +12 0 12 24 Sötétben töltött idő a fényperiódus kezdetéig Szubjektív éjszaka Szubjektív nappal

8. A PEP-karboxiláz (PEPC), a malát enzim (ME) aktivitásának és az almasav mennyiségének periódikus változása a Crassulaceae levelekeben PEPC ME almasav 18 9 18 9 18 9 h napszak

9. A cirkadián rendszer elemei Kivitel -output Bevitel - input oszcillátor PHY fény CRY

10. A virágzás fotoperiódizmusa • Rövidnappalos (RN) növények (kvalitatív és kvantitatív RN) • Hosszúnappalos (HN) (kvalitatív és kvantitatív HN) • Intermedier (12-14-óra), ambifotoperiódusos (…csak ne 12-14-óra), neutrális növények

11. Hosszúnappalos (HN) és rövidnappalos (RN) növények fotoperiódusos reakciói 100 HN növények 50 Virágzás %-ban RN növények 0 nappalhossz 10 6 14 18 22 éjszaka hossza 10 6 2 18 14

12. A virágzás fotoperiódusos szabályozása fény 24 óra kritikus s. pótfény sötét Rövidnappalos növények Hosszúnappalos növények

13. A sötétperiódus hosszának jelentősége a virágzás indukciójában kezelés reakció HN sötét RN fény Virágzás vegetatív Vegetatív virágzás Vegetatív virágzás Vegetatív virágzás Vegetatív virágzás Virágzás vegetatív 24 h

14. A sötétperiódus megszakításának időpontja determinálja a virágzási reakciót 100 Virágzás %-ban 50 RN Xanthium HN Fuchsia 1 perc vörösfény 1 órás vörös fény 0 8 órás fényperiódus Sötétperiódus (óra)

15. A sötétperiódus különböző időpontokban való megszakítása 100 50 Virágzás %-ban 0 24 40 0 8 56 72 Fény- periódus 24 Sötét periódus (óra) Zavarófény hossza: 4 óra

16. Bünning elmélete:FOTOFIL ÉS SZKOTOFIL FÁZISOK HN RN Fotofil fázis Szkotofil fázis RN növények ritmusa HN növények ritmusa

17. A fitokróm részvételének bizonyítása a virágzás indukciójában RN (hosszú éjszakás) növény 24 20 16 12 24 óra 8 R FR R FR R R FR R FR R 4 0 Éjszaka kritikus hossza HN (rövid éjszakás) növény

18. A virágzás akcióspektruma, zavarófényt alkalmazva a sötétperiódusban Virágzásgátlás zavarófénnyel Zavarófény-gátlás megszüntetése Pharbitis Xanthium Xanthium 100 A fény relatív hatékonysága 50 0 800 600 700 500 Hullámhossz (nm)

19. A fotoreceptorok szerepe a virágzásindukció szabályozásában (Arabidopsis) phyA távoli vörös virágzásindukció phyB (phyD,E) vörös kék cry2 cry1/cry2

20. A fotoreceptorok jelátvitelének szabályozása a cirkadián óra által A jel közvetlenül a cirkadián órán keresztül befolyásolhatja a virágzás indukcióját A jel csak a periódus maximum pontjánál továbbítódhat, a minimum pontnál kioltódik

21. A virágzást a levél fotoperiódusos indukciója idézi elő AM, apikális merisztéma P, levél primordium L, fiatal levél AM L P L P Fotoperiódusos jelek

22. A virág morfogeneziseA virágzás genetikai (kémiai) kontrollja

23. A virág morfogeneziseA virágzás genetikai (kémiai) kontrollja • Virágzás determináció:az apexnek a virágzás irányába történő végleges elkötelezettsége • Fotoperiodikus módszer, transzplantáció Virág primordium specifikáció Arabidopsisban Virág merisztéma azonossági gének: LFY (leafy): a primordiumban korán expresszálódik, regulátor AP1/CAL (apetala1/cauliflower): korán expresszálódik TFL (terminal flower): gátolja az előzőek expresszióját, indeterminált növekedést indukál.

24. A virág morfogeneziseA virágzás genetikai (kémiai) kontrollja LFY TFL LFY+ AP1/CAL TFL AP1/CAL LFY

25. A virág morfogeneziseA virágmerisztéma és a virág kifejlődésének kontrollja • Három génosztály – A, B, C gének (homeotikus gének, MADS-boksz gének, pl. DEFICIENS, APETALA1-3, PISTILLATA, AGAMOUS) • 4 VIRÁGKÖR: 1) csészelevél (sepalum) 2)sziromlevél (petalum) 3) porzólevél (stamen) 4) termőlevél (carpellum)

26. A virág morfogeneziseA virágmerisztéma és a virág kifejlődésének kontrollja • Szervazonosság biztosítása az ABC gének kombinációjával • A funkció: csészelevél kör • A+B funkció: sziromlevél kör • B+C funkció: porzólevél kör • C funkció: termőlevél kör • Szabályok: - az A és C funkciók kölcsönösen kizárják egymást; - a C funkció virágmerisztéma azonosságot is biztosít.

27. A virág morfogeneziseAz ABC modell és a hiánymutánsok I.

28. A virág morfogeneziseAz ABC modell és a hiánymutánsok II.

34. Vernalizáció 0 10 10 C 20 Hyoscyamus niger 30 Szármegnyúlás időpontja (nap) 40 3 C 50 0 14 28 42 56 A hidegkezelés tartama, napok

35. A RN-os Campanula medium virágzásának szabályozása HN RNHN Hideg HN HN+GS

36. VÉGE